Informe tecnico Unidad 3 Ricardo Ayala j-4

1. Instituto Tecnológico superior de Felipe
Carrillo Puerto.
Principios eléctricos y aplicaciones digitales
MTL. Niels Henryk Aranda Cuevas
Ingeniería en Sistemas Computacionales
Informe técnico
Unidad 3: Convertidores
Miguel Ricardo Ayala Collí
Felipe Carrillo Puerto Quintana Roo a Viernes 26 de Junio de 2015

2. Introducción
En esta unidad 3 de la materia principios electricos y aplicaciones digitales se ha realizado
una investigacion el cual nos ayudará a reforzar los conocimientos que en las unidades
anteriores ya habiamos adquirido, con dicha investigacion podemos aprender un poco más
sobre esta unidad y comprender mas a fondo las anteriores. En este caso estudiamos lo que
viene siendo los convertidores los cuales pueden ser analógico digital o digital analógico.
Siempre usando la tabla de verdad y los mismos pasos para construir un circuito eléctrico,
bueno como ya sabemos el objetivo básico de un de un ADC es transformar una señal
eléctrica análoga en un numero digital equivalente. Este último tema que son convertidores
que más que nada la función que tienen es transformar pulso de información eléctrica en otra
salida. Para poder llegar a al diseño de un circuito eléctrico se pasa en varias etapas y una
de las principales etapas es entender correctamente la parte teórica para poder hacer las
conexiones de los circuitos, así como también la parte práctica que la más importante ya que
es donde se realiza el circuito funcionando de manera correcta sin causar error alguno. En
términos generales esta investigación nos es de mucha ayuda ya que nos ayuda a entender
y comprender mejor los conceptos y aplicarlos en los trabajos para reforzar más lo
aprendido.
En esta tercera unidad se ha hecho un circuito secuencial el cual depende del estado en el
que se encuentre, lo cual se determina mediante los siguientes pasos, primeramente se
realiza el diagrama de estado, el cual nos va a servir para determinar cuales son los números
que identificaremos en el circuito, alli se sabe de que numero saltara y cual es el que le
sigue, seguidamente tenemos la tabla de exitacion continuandola con un mapa de carnaught,
por ultimo se encuentra el diagrama lógico y de igual manera lo realizamos en un simulador
de circuitos.

3. Analógico digital
Convertidor analógico digital:
Los convertidores A/D son dispositivos electrónicos que establecen una relación biunívoca
entre el valor de la señal en su entrada y la palabra digital obtenida en su salida. La relación
se establece en la mayoría de los casos, con la ayuda de una tensión de referencia. La
conversión analógica a digital tiene su fundamento teórico en el teorema de muestreo y en
los conceptos de cuantificación y codificación. Un conversor o convertidor de señal analógica
a digital es un dispositivo electrónico capaz de convertir una señal analógica de voltaje en
una digital con un valor binario. Se utiliza en equipos electrónicos como computadoras,
grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal analógica, que
varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a
un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo.
Funcionamiento
Estos conversores poseen dos señales de entrada llamadas y Vref+ y Vref- determinan el
rango en el cual se convertirá una señal de entrada. El dispositivo establece una relación
entre su entrada (señal analógica) y su salida (digital) dependiendo de su resolución. Esta
resolución se puede saber, siempre y cuando se conozca el valor máximo que la entrada de
información utiliza y la cantidad máxima de la salida en dígitos binarios. A manera de
ejemplo, el convertidor análogo digital ADC0804 tiene la capacidad de convertir una muestra
analógica de entre 0 y 5 voltios y su resolución será respectivamente:
Resolución
Resolución
Resolución
Resolución
=
=
=
=
valor analógico / (2^8)
5 V / 256
0,01953 V o 19,53 mv.
LSB
Lo anterior quiere decir que por cada 19,53 milivoltios (mv) que aumente el nivel de
tensión entre las entradas nomencladas como Vref+ y Vref- que ofician de entrada
al conversor, este aumentará en una unidad su salida (siempre sumando en forma
binaria bit a bit). Por ejemplo:
Cómo se utiliza:
Una vez aclaradas las diferencias básicas entre la tecnología analógica y la digital, veamos
ahora cómo se efectúa el proceso de conversión de una tecnología a otra. Para realizar esa
tarea, el conversor ADC (Analog-to-Digital Converter - Conversor Analógico Digital) tiene que
efectuar los siguientes procesos:

4. 1.- Muestreo de la señal analógica.
2.- Cuantización de la propia señal
3.- Codificación del resultado de la cuantización, en código binario.
Muestreo de la señal analogica
Representación gráfica de medio ciclo positivo (+) , correspondiente a una señal
eléctrica analógica de<sonido, con sus correspondientes armónicos. Como se podrá
observar, los valores de variación de la<tensión o voltaje en esta sinusoide pueden
variar en una escala que va de “0” a “7” volt.
6Para convertir una señal analógica en digital, el primer paso consiste en realizar un
muestreo (sampling) de ésta, o lo que es igual, tomar diferentes muestras de
tensiones o voltajes en diferentes puntos de la onda senoidal. La frecuencia a la que
se realiza el muestreo se denomina razón, tasa o también frecuencia de muestreo
y se mide en kilohertz (kHz). En el caso de una grabación digital de audio, a mayor
cantidad de muestras tomadas, mayor calidad y fidelidad tendrá la señal digital
resultante
Las tasas o frecuencias de muestreo más utilizadas para audio digital son las siguientes:
24 000 muestras por segundo (24 kHz)
30 000 muestras por segundo (30 kHz)
44 100 muestras por segundo (44,1 kHz) (Calidad de CD)
48 000 muestras por segundo (48 kHz)

5. Digital analógico
Convertidor digital analógico:
Un conversor de señal digital a analógica o conversor digital analógico, CDA o DAC (del
inglés digital to analogue converter) es un dispositivo para convertir señales digitales con
datos binarios en señales de corriente o de tensión analógica.
Se utilizan profundamente en los reproductores de discos compactos, en los reproductores
de sonido y de cintas de video digitales, y en los equipos de procesamiento de señales
digitales de sonido y vídeo.
La mayoría de los DAC utilizan alguna forma de red doméstica. Los datos digitales se aplican
a los reostatos en grupos de bits. Las resistencias varían en proporciones definidas y el flujo
de corriente de cada uno está directamente relacionado con el valor binario del bit recibido.
Un conversor digital-analógico (CDA) es un dispositivo que convierte señales digitales
con datos binarios en señales de corriente o de tensión analógica. Un CDA se basa en el
siguiente diagrama:
El registro acepta una entrada digital, sólo durante la duración de la señal convert. Después
de la adquisición, el registro mantiene constante el número digital hasta que se reciba otro
comando. Las salidas del registro controlan interruptores que permiten el paso de 0[V] o el
valor de la fuente de voltaje de referencia. Los interruptores dan acceso a una red sumadora
resistiva que convierten cada bit en su valor en corriente y a continuación la suma obteniendo
una corriente total. El valor total alimenta a un amplificador operacional que realiza la
conversión a voltaje y el escalamiento de la salida. Cada resistor de la rama está ajustado
según el bit que tenga a la entrada como se muestra en el siguiente esquema:
Luego, la tensión de salida de un conversor de n bits, está dada por: Donde cada un
representa la información binaria”0” o”1”.
Ejemplo:
Se tiene un convertidor digital - analógico de 8 bits y el rango de voltaje de salida de 0 a 5
voltios.
Con n = 8, hay una resolución de 2N = 256 o lo que es o mismo: El voltaje de salida puede
tener 256 valores distintos (contando el "0")
También: resolución = VoFS / [ 2n - 1] = 5 / 28-1 = 5 / 255 = 19.6 mV / variación en el bit
menos significativo. Con n = 4 bits, se consiguen 2n = 16 posibles combinaciones de
entradas digitales
La salida analógica correspondiente a cada una de las 16 combinaciones dependerá del
voltaje de referencia que estemos usando, que a su vez dependerá del voltaje máximo que
es posible tener a la salida analógica.
Si el voltaje máximo es 10 Voltios, entonces el Vref. (Voltaje de referencia) será 10 / 16 =
0.625 Voltios.
Si el voltaje máximo es 7 voltios, Vref = 7 / 16 = 0.4375 Voltios. Se puede ver estos voltajes
de referencia serán diferentes (menores) si se utiliza un DAC de 8 o más bits. Con el de 8

6. bits se tienen 256 combinaciones en vez de 16. Esto significa que el voltaje máximo posible
se divide en más partes, lográndose una mayor exactitud.
Conclusión
Para dar por terminado se tiene que ya se conoce la importancia de los distintos usos que se
le pueden dar a los convertidores, va a depender del diseño del circuito a realizar, y hay que
conocer a fondo su funcionalidad para no tener problemas al momento de realizar un
circuito.De igual manera es necesario saber la funcionalidad de esta parte ya que se tiene
mucha relación con la carrera que estamos llevando ya en parte tiene relacion con los
circuitos eléctricos de una computadora porque de hecho su diseño es la de in circuito lo que
hemos estado estudiando hasta ahora esto nos ayudara a entender cómo funciona todo el
diseño y así posiblemente poder realizar unas correcciones dependiendo el problema que
existe. Conocer en gran parte la funcionalidad de todo lo aprendido hasta ahora nos es de
mucha ayuda como futuros profesionales que como había mencionado con anterioridad está
muy relacionada a la carrera y así poder resolver problemáticas de la vida real que se nos
presente.
En esta materia de principios electricos y aplicaciones digitales, aprendimos varias cosas,
cobre todo los distintos componentes para realizar ditintos tipos de circuitos, tales como
vimos en las dos primeras unidades los circuitos básicos que debemos conocer y de igual
manera la realizacion de una fuente de voltaje de 5 volts, fue de gran experiencia ya que
aprendimos la metodología para poder realizarlos y de igual manera su funcionalidad y en
que áreas los podemos utilizar.